DE2827820C2

DE2827820C2 - Device for supplying compressed air to a unit located in a borehole

Info

Publication number: DE2827820C2
Application number: DE2827820A
Authority: DE
Inventors: Georg 5140 Erkelenz Hurtz; Fritz 4050 Mönchengladbach Tibussek
Original assignee: Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH
Current assignee: Mhwirth GmbH
Priority date: 1978-06-24
Filing date: 1978-06-24
Publication date: 1981-09-17
Also published as: DE2827820A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zuführen von Druckluft zu einem in einem Bohrstrang angeordneten, mit mindestens einem zwischen zwei Stellungen pneumatisch beweglichen Teil versehenen Aggregat, insbesondere einem Erweiterungsbohrkopf. Unterschneider od. dgl., mit einem Ventil, das wenigstens drei Anschlüsse, von denen der eine mit einer Druckluftzuleitung und die beiden anderen mit jeweils einer zu dem beweglichen Teil des Aggregats geführten Druckluftableitung verbunden sind, und ein umschaltbares Ventilglied mit wenigstens zwei Betriebspositionen aufweist, die jeweils einer der Druckluftableitungen zugeordnet sind.The invention relates to an apparatus for supplying compressed air to one in a drill string arranged, provided with at least one pneumatically movable part between two positions Unit, in particular an extension drill head. Undercutter or the like, with a valve that at least three connections, one with a compressed air line and the other two with each a compressed air discharge lead to the movable part of the unit are connected, and a switchable Has valve member with at least two operating positions, each one of the compressed air discharge lines assigned.

Beim Niederbringen von Bohrungen ist es in vielen Fällen erwünscht oder notwendig, zusätzliche Arbeitsgänge auszuführen, beispielsweise ein Erweitern oder ein Unierschneiden des Bohrloches in einer bestimmten Tiefe. Dazu werden im Bohrstrang entsprechende Aggregate oder Zusatzeinrichtungen vorgesehen, die jeweils aus einem Zustand in einen anderen Zustand überführt werden können, so z. B. aus einer Ruheposition für ein Werkzeug in eine Betriebsposition desselben und umgekehrt. Derartige Einrichtungen lassen sich mit Vorteil pneumatisch betätigen, insbesondere dann, wenn Druckluft ohnehin zur Verfügung steht bzw. auch noch für einen anderen Zweck benötigt wird, etwa fürWhen drilling holes, it is often desirable or necessary to carry out additional operations perform, for example, widening or uni cutting the borehole in a specific Depth. For this purpose, appropriate units or additional devices are provided in the drill string can be transferred from one state to another state, e.g. B. from a rest position for a tool in an operating position of the same and vice versa. Such facilities can be with Pneumatically actuate the advantage, especially when compressed air is or is available anyway is needed for another purpose, such as

I» ein Bohren nach dem Lulthebe-Prinzip.I »drilling according to the Lulthebe principle.

Es ist ein Erweiterungsbohrkopf bekannt (DE-AS 15 33 618), der wenigstens einen mittels einer Kolben-Zylinder-Einrichtung schwenkbaren, ein Bohrwerkzeug tragenden Arm aufweist Die Enden des Betätigungszy-An expansion boring head is known (DE-AS 15 33 618) which has at least one by means of a piston-cylinder device pivotable arm carrying a drilling tool.

H linders sind dabei mit zwei getrennten Luftleitungen verbunden, die am Bohrstrang entlanggeführt sind und von denen jede mittels einer über Tage befindlichen Einrichtung wahlweise an eine Druckluftquelle angeschlossen werden kann. Durch ein Umschalten der beiden vorhandenen Luftleitungen kann sowohl das Ausschwenken als auch das Einschwenken der Arme des Erweiterungsbohrkopfes durch Druckluft bewirkt werden.H linders are doing this with two separate air lines connected, which are guided along the drill string and each of which by means of a surface located Device can optionally be connected to a compressed air source. By switching the Both existing air lines can swivel out as well as swivel in the arms of the extension drilling head can be effected by compressed air.

Eine sehr günstige Ausführung dieses BohrkopfesA very affordable version of this drill head

·» ermöglicht es außerdem, die durch die eine oder durch die andere der beiden Leitungen zuführbare Druckluft nicht nur zum Bewegen der Arme mit dun Werkzeugen zu verwenden, sondern sie auch zur Durchführung des Lufthebe-Bohrens zu benutzen. Zu diesem Zweck ist ein· »Also allows you to go through the one or through the other of the two lines can be supplied with compressed air not only for moving the arms with dun tools but also to use them to perform airlift drilling. To this end is a

»> Ventil vorgesehen, das in Öffnungsstellung einen Durchlaß von dem einen Zylinderraum zu dem anderen Zylinderraum der Kolben-Zylinder-Einrichtung freigibt, derart, daß dann die Luft in einer der ausgeschwenkten Position der Arme des Erweiterungsbohrkopfes ent-»> Valve provided that in the open position a Releases passage from one cylinder space to the other cylinder space of the piston-cylinder device, in such a way that the air in one of the swiveled-out positions of the arms of the extension drilling head is

ü sprechenden Endstellung des Kolbens nacheinander durch beide Zylinderräume strömen kann und anschließend in das Innere des Bohrgestänges einführbar ist. Das die Verbindung zwischen beiden Zylinderräumen in einer Endstellung des Kolbens herstellende Ventil wirdü speaking end position of the piston can flow one after the other through both cylinder chambers and then is insertable into the interior of the drill pipe. That the connection between the two cylinder chambers in an end position of the piston producing valve is

■κι dabei durch einen Stößel ir. Abhängigkeit von der Kolbenstellung mechanisch betätigt. Bei eingeschwenkten Armen des Erweiterungsbohrkopfes kann Druckluft, die nun durch die andere der beiden Leitungen zuströmt, einerseits zur Durchführung des Lufthebe-■ κι by a plunger ir. Dependence on the Mechanically operated piston position. When the arms of the extension drill head are swiveled in, compressed air, which now flows through the other of the two lines, on the one hand to carry out the air lift

4"i Bohrens ins Gestänge gelangen und andererseits zugleich auch auf den Kolben der Betätigungseinrichtung wirken, um diese in der Endposition zu halten, während die andere Luftleitung über Tage zur Außenluft hin geöffnet ist.4 "i drilling into the rod and on the other hand at the same time also act on the piston of the actuating device in order to hold it in the end position, while the other air line is open to the outside air for days.

in Für eine Einrichtung dieser Art wurden bisher zwei getrennte Luftleitungen benötigt, die sich von der Ausrüstung über Tage mit einem dort befindlichen S'euerventil am ganzen Bohrgestänge entlang bis /u der meist in der Nähe des unteren Endes des BohrstrangesSo far, two separate air lines are required, which are from the equipment above days with one located there S'euerventil along the whole drill pipe to / u of the mostly near the lower end of the drill pipe

ii angeordneten Einrichtung mit dem Betätigungs/ylinder erstrecken. Der Bohrstrang bestand dabei normalerweise aus einem sog. Flansch-Bohrgeslänge mit zwei außen angeordneten Luftrohren. Bei einer bekannten Vorrichtung zum Verstellen der Arme von drehenden Geräten,ii arranged device with the actuator / ylinder extend. The drill string usually consisted of a so-called flange drill string with two outside arranged air pipes. In a known device for adjusting the arms of rotating devices,

bo die im Boden arbeiten (DF-OS 19 41 177), ist der Spreizwjnkel der Arme durch eine mit Druckluft arbeitende Kolben-Zylinder-Einheit veränderbar, Dazu sind ebenfalls zwei Luftleitungen erforderlich. Bei einer abgewiandellen Ausführung ist der Kolben durch eine Druckfeder belastet, wobei dann Druckluft zur Betätigung nur durch eine Leitung zugeführt wird. bo who work in the ground (DF-OS 19 41 177) is the Spread angle of the arms can be changed by a piston-cylinder unit working with compressed air two air lines are also required. In a modified version, the piston is through a Compression spring loaded, in which case compressed air for actuation is only supplied through one line.

Weillerhin ist ein in einem Föfderrohrstrang angeordnetes Sicherheitsventil mit einer BetätigungseinrichtungWeillerhin is an arranged in a conveyor pipe string Safety valve with an actuator

bekannt (US-PS 30 07 669). Zu der letzteren führen zwei Leitungen für ein Betätigungsmedium. Ein Steuerventil, das von Hand zu verstellen ist und sich über Tage befinden muß, ist einerseits an die beiden zur Betätigungseinrichtung führenden Leitungen ange- > schlossen und andererseits mit zwei weiteren Anschlüssen versehen, von denen dei eine der Zuleitung des Betätigungsmediums und der andere dem Abfluß desselben dientknown (US-PS 30 07 669). Two lead to the latter Lines for an actuating medium. A control valve that can be adjusted by hand and extends over days must be located, on the one hand, is connected to the two lines leading to the actuating device-> closed and on the other hand provided with two further connections, one of which is the supply line of the Operating medium and the other is used to drain the same

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der in eingangs genannten Gattung zu schaffen, die es ermöglicht, den verstellbaren Teil bzw. die Teile des Aggregats pneumatisch in beide Endstellungen zu bewegen und trotz dieser zweiseitigen pneumatischen Betätigung mit nur einer zu dem beim Arbeiten im ΐί Bohrloch befindlichen Aggregat führenden Leitung auszukommen. Dadurch soll insbesondere auch die Möglichkeit geboten werden, ein Doppelwand-Bohrgestänge, bei dem nur ein Luftleitungsweg in Gestalt des zwischen Außenrohr und Innenrohr befindlichen Ringraumes vorhanden ist, zusammen mit einem Aggregat der eriäuierien Art verwenden zu können. Bei aüedern strebt die Erfindung vorteilhafte Ausbildunger, einer die genannte Forderung erfüllenden Vorrichtung an. Mit der Gesamtaufgabe in Verbindung stehende weitere 2^r-> Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeigten Lösung.The object of the invention is to create a device of the type mentioned at the beginning, which makes it possible to move the adjustable part or the parts of the unit pneumatically into both end positions and despite this two-sided pneumatic actuation with only one to the one when working in the ΐί Borehole located unit to get along leading line. This is intended in particular to offer the possibility of being able to use a double-walled drill pipe, in which there is only one air conduction path in the form of the annular space located between the outer tube and the inner tube, together with a unit of the eriäuierien type. In addition, the invention seeks advantageous training, a device that fulfills said requirement. Further 2 ^r -> problems, which are connected with the overall task and with which the invention is concerned, result from the respective explanation of the solution shown.

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das Ventil und ein Stellantrieb für das Ventilglied in den in Bohrstrang eingebaut oder Bestandteil einer in den Bohrstrang einbaubaren Einheit sind.To achieve the object, the invention provides that the valve and an actuator for the valve member in the in Drill string installed or part of a unit that can be built into the drill string.

Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglieb gemacht, auch bei Vorhandensein nur einer Luftzuleitung am Bohrstrang ein Aggregat im Bohrloch zu Ji betreiben, das zwei Anschlüsse aufweist, von denen jedem wahlweise Druckluft zuführbar sein soll. Insbesondere kann in derartigen Bedarfsfällen nun auch mit einem Doppelwand-Bohrgestänge gearbeitet werden. Das Ventil kann je nach den Gegebenheiten und w Erfordernissen an einer passenden Stelle im Bohrstrang angeordnet sein. Es ist dann lediglich erforderlich, von dem Ventil bis zu dem zu betätigenden Aggregat od. dgl. zwei Luftwege vorzusehen.This makes it possible in an advantageous manner to operate a unit in the borehole to Ji, even when there is only one air supply line on the drill string, which unit has two connections, each of which should be optionally able to supply compressed air. In particular, it is now possible to work with a double-walled drill rod in such cases. The valve can each be arranged in the drill string according to the circumstances and requirements w at an appropriate location. It is then only necessary to provide two air passages from the valve to the unit to be actuated or the like.

Für die Ausbildung des Stellantriebs, seine Energie- v, Versorgung und Betätigung oder Steuerung bestehen mehrere Möglichkeiten. So kann dei Stellantrieb u. a. elektrisch betätigt werden. Weiterhin ist eine Fernsteuerung für den Stellantrieb auf verschiedene Weise durchführbar, u. a. auch durch drahtlose Übermittlung ίο von Auslöse- oder Steuernommandos.There are several possibilities for the design of the actuator, its energy , supply and actuation or control. The actuator can, for example, be operated electrically. Furthermore, remote control for the actuator can be carried out in various ways, including by wireless transmission of trip or control commands.

Insbesondere sieht die Erfindung einen pneumatischen Stellantrieb vor, der mit Luft aus der Luft/uleitung des Bohrstranges beaufschlagbar ist. Dabei wird die ohnehin vorhandene Energie auch für den y, Stellantrieb ausgenutzt.In particular, the invention provides a pneumatic actuator to which air from the air / u line of the drill string can be acted upon. The energy that is already available is also used for the y actuator.

Zugleich ist dabei die weitere vorteilhafte Möglichkeit einer einfachen Steuerung gegeben. Die Ausfüh rung läßt sich erfindungsgemäß so treffen, daß durch Wegnehmen des Druckes in der I.uftzuleitung und mi durch erneute Beaufschlagung mit Druckluft die Betätigung des Stellantriebs und damit das Umschalten des Ventils bewirkt wird. Die Druckentlastung und erneute Drückbeaufschlägung def Luftzuleitung kann über Tage auf einfache Weise mit einer Steuereinrich- w> iung geschehen, die meist ohnehin Vorhanden ist.At the same time, there is the further advantageous possibility of simple control. According to the invention, the execution can be made in such a way that the actuation of the actuator and thus the switching of the valve is effected by removing the pressure in the air supply line and by applying compressed air again. The pressure relief and renewed Drückbeaufschlägung def air supply can easily day with a Steuereinrich- w> iung personnel who are usually already presence.

Der Stellantrieb kann eine rotativ oder linear arbeitende Einrichtung süi/i. Zweckmäßig wird er durch eine Kolben-Zylinder-cinheit gebildet. Ein Zyünderraum einer solchen Einneit kann an einen Luftspeicher angeschlossen sein, namentlich dann, wenn dem anderen Zylinderraum Luft aus der Luftzuleitung des Bohrstranges zuführbar ist.The actuator can be a rotary or linear device süi / i. It becomes expedient by a piston-cylinder unit is formed. A cylinder room Such a unit can be connected to an air reservoir, especially if the other Cylinder chamber air can be supplied from the air supply line of the drill string.

Unabhängig von der Ausbildung im einzelnen ist zweckmäßig zwischen dem umschaltbaren Ventilglied und dem Stellantrieb eine in einer Richtung wirksame Kupplung, Ratsche od. dgl. vorgesehen. Dies ermöglicht die Verwendung eines einfachen Stellantriebs mit hin- und hergehender Bewegung. Handelt es sich in solchen oder auch in anderen Fällen um einen nur in einer Richtung einschaltbaren oder druckbeaufschlagbaren Stellantrieb, so ist demselben zweckmäßig eine Rückholfeder zugeordnetRegardless of the training in detail, it is expedient to switch between the switchable valve member and a unidirectional coupling, ratchet or the like. Provided for the actuator. this makes possible the use of a simple reciprocating actuator. Is it in such or in other cases by one that can only be switched on or pressurized in one direction Actuator, the same is appropriately assigned a return spring

Die Vorrichtung mit dem Ventil und dem Stellantrieb ist vorteilhaft in einen Bohrstrangteil eingebaut. Dies kann nicht nur eine Stange bzw. ein Gestängeabschnitt sein, sondern auch ein anderer Teil des Bohrstrages, so u.a. namentlich ein Räumer, ein Übergangsstück, eine Schwerstange ein Meißel oder ander :s Bohrwerkzeug od. dgl. Weiterhin kann die Vorrichtung auch eine nach Bedarf beliebig zwischen zwei Bohrgestängeteile einfügbare separate Einheit bilden.The device with the valve and the actuator is advantageously built into a drill string part. this can not only be a rod or a rod section, but also another part of the drill string, see above including a reamer, a transition piece, a drill collar, a chisel or other: s drilling tool od. The like. Furthermore, the device can also be placed between two drill rod parts as required form insertable separate unit.

In weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß einpm Anschluß des Ventils ein zum Einleiten von Luft in das Innere eines Bohrstranges dienender Luftführungsweg zugeordnet ist. Es kann dann nicht nur ein Erweiterungsbohrkopf oder ein sonstiges im Bohrstrang angeordnetes Aggregat in der erläuterten Weise betätigt werden, sondern es kann außerdem die in der einzigen Luftzuleitung herangeführte Druckluft auch zur Durchführung des Lufthebe-Bohrens verwendet werden. Dabei wird das betreffende zu betätigende Aggregat vorteilhaft so ausgebildet, wie es weiter oben in Verbindung mic dem Erweiterungsbohrkopf nach der DE-PS 15 33 618 erläutert wurde.In a further embodiment, the invention provides that a pm connection of the valve for introducing Air is assigned to the interior of a drill string serving air duct. It can then not only an extension drill head or some other unit arranged in the drill string in the explained Way, but it can also be supplied in the single air supply compressed air can also be used to perform airlift drilling. The relevant to be actuated The unit is advantageously designed as described above in connection with the mic extension drill head according to the DE-PS 15 33 618 was explained.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführmgsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung. Es zeigen·Details of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments in connection with the associated drawing. Show it·

Fig. 1 einen Teil eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüsteten Bohrstranges mit einem Erweiterungsbohrkopf in Ruhestellung,Fig. 1 shows a part of one with the invention Device equipped drill string with an extension drill head in rest position,

F i g. 2 den Bohrstrang nach F i g. 1 mit in Arbeitsstellung befindlichem Erweiterungsbohrkopi".F i g. 2 the drill string according to FIG. 1 with an extension drill copy "in the working position.

F i g. 3 eine Ausführung der Vorrichtung in größerem Maßstab und teilweise im Schnitt,F i g. 3 shows an embodiment of the device on a larger scale and partially in section,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Vorrichtung und4 shows a schematic representation of the device and

Fig. 5 eine Einzelheit des Ventils, weitgehend schematisch.5 shows a detail of the valve, largely schematically.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Bohrstrang 3 besteht auf dem in der Zeichnung nicht erkennbaren größten Teil seiner Länge aus einem Doppelwand-Bohrgestänge I. c'as von bekannter Ausbildung sein kann und dessen Teile miteinander verschraubt sind Der /wischen dem Außenrohr la und dem Innenrohr \b des Bohrgestänges vorhandene Ringraum bildet einen sowohl gegenübe dem Gestängeinneren 2 als auch gegenüber der Umgebung abgedichteten Kanal, der bei dieser Ausführung die einzige Luftzuleitung 3 zu einem im Bohrstrang befindlichen Verbraucher bildet. The drill string 3 shown in FIGS. 1 and 2 consists of a double-walled drill string I. c'as of known design and the parts of which are screwed together and the inner tube \ b of the drill string forms a channel which is sealed off both from the inside of the drill string 2 and from the environment, which in this embodiment forms the only air supply line 3 to a consumer located in the drill string.

Am unteren Ende des Bohrstranges B befindet sich ein Bohrwerkzeug W, etwa ein für das Lufthebe-Bohren (Bohren mit GegeiiSpülung oder indirekter Spülung) eingerichteter Großloch-Rollenmeißel. Über diesem ist ein Erweiterungsbohrkopf E angeordnet. Dieser weistAt the lower end of the drill string B there is a drilling tool W, for example a large-hole roller bit set up for air-lift drilling (drilling with GegeiiSpülung or indirect flushing). An extension drill head E is arranged above this. This one shows

mit Rollenbohrern 5 od. dgl. ausgerüstete Arme 4 auf, die aus einer Ruhestellung nach Fig. 1 in eine Arbeitsstellung nach F i g. 2 und umgekehrt schwenkbar sind, und zwar mittels einer oder mehrerer pneumatisch arbeitender Kolben-Zylinder-Einheiten, von denen nur eine im Schnitt dargestellt und mil der Ziffer 6 bezeichnet ist. In dem Zylinder 7 ist ein Kolben 8 mit durchgehender Kolbenstange 9 verschiebbar. Der Zylinder 7 ist mit einem zu seinem oberen Ende führenden Luftanschluß 11 und mil einem 7,u seinem unteren Ende führenden Luftanschluß 12 versehen. Die Anschlüsse 11 und 12 sind mit Luftwegen 21 und 22 verbunden, die von einer Ventilvorrichtimg K ausgehen. Der Luftweg 21 setzt sich über den Anschluß II hinaus hoch nach unten in einem Leitungsieil 23 fort, der zu einer im Werkzeug !^angeordneten, in das Innere 2 des Bohrstranges B mündenden, schematisch durch einen Pfeil angedeuteten Düse 24 führt. Vor dieser Düse kann im Leitungsteil 23 ein Rückschlagventil od. dgl. vorgesehen sein.arms 4 equipped with roller drills 5 or the like, which move from a rest position according to FIG. 1 into a working position according to FIG. 2 and vice versa, namely by means of one or more pneumatically operating piston-cylinder units, only one of which is shown in section and denoted by the number 6. A piston 8 with a continuous piston rod 9 can be displaced in the cylinder 7. The cylinder 7 is provided with an air connection 11 leading to its upper end and with an air connection 12 leading to its lower end. The connections 11 and 12 are connected to air passages 21 and 22 which extend from a valve device K. The air path 21 continues above the connection II high down in a conduit part 23 which leads to a nozzle 24, which is arranged in the tool and opens into the interior 2 of the drill string B and indicated schematically by an arrow. A check valve or the like can be provided in line part 23 in front of this nozzle.

Die Kolben-Zylinder-Einheit 6 ist mit einem nicht dargestellten, im Kolben 8 untergebrachten Ventil versehen, das nur in der oberen Endstellung des Kolbens 8 (gemäß F i g. 2) öffnet und dadurch die Zylinderräume 7a, Tb oberhalb und unterhalb des Kolbens 8 miteinander verbindet, so daß in dieser Arbeitsposition der Arme 4 des Erweiterungsbohrkopfes E Luft, die aus dem Luftweg 22 über den Anschluß 12 in den Zylinder 7 gelangt, nicht nur den Kolben 8 auf seiner Unterseite beaufschlagt und ihn in der oberen Endstellung hält, sondern zugleich auch durch den Kolben 8 in den Zylinderraum 7a strömen und den Zylinder durch den Anschluß 11 verlassen kann, worauf die Luft bei nach oben hin abgesperrtem Luftweg 21 durch den Leitungsteil 23 zur Düse 24 strömt und in das Gestängeinnere 2 eintritt, wie es für ein Arbeiten nach dem Lufthebe-Prinzip erforderlich ist. Bei der Ruheposition der Arme 4 des Erweiterungsbohrkopfes £ gemäß F i g. 1 wird der Kolben 8 durch aus dem Luftweg 21 über den Anschluß 11 in den Zylinder 7 eintretende Luft auf seiner Oberseite beaufschlagt und in der unteren Endstellung gehalten. Weiter über den Luftweg 21The piston-cylinder unit 6 is provided with a valve, not shown, housed in the piston 8, which opens only in the upper end position of the piston 8 (according to FIG. 2) and thereby opens the cylinder spaces 7a, Tb above and below the piston 8 connects with each other, so that in this working position of the arms 4 of the extension boring head E air, which comes from the air path 22 via the connection 12 into the cylinder 7, not only acts on the piston 8 on its underside and holds it in the upper end position, but at the same time can also flow through the piston 8 into the cylinder chamber 7a and leave the cylinder through the connection 11, whereupon the air flows through the line part 23 to the nozzle 24 with the airway 21 blocked upwards and enters the rod interior 2, as it is for a Working on the airlift principle is required. In the rest position of the arms 4 of the extension drill head £ according to FIG. 1, the piston 8 is acted upon on its upper side by air entering the cylinder 7 from the air path 21 via the connection 11 and is held in the lower end position. Continue by air 21

£UgVIUIIl IC 1.UtI gLIQIIgl aut.ll III UIL3CIII I all ULfCt UCtt Leitungsteil 23 zur Düse 24 und damit in das Gestängeinnere 2. Weitere Einzelheiten eines solchen pneumatisch zu betätigenden Erweiterungsbohrkopfes sind in der DE-PS 15 33 618 erläutert. £ UgVIUIIl IC 1.UtI gLIQIIgl aut.ll III UIL3CIII I all ULfCt UCtt line part 23 to the nozzle 24 and thus into the rod interior 2. Further details of such a pneumatically operated extension boring head are explained in DE-PS 15 33 618.

Die Luftwege 21, 22 können durch Rohre. Kanäle od. dgl. gebildet sein, die in dem Erweherungsbohrkopf E und in sich daran anschließenden Teilen des Bohrstranges vorgesehen sind, so z. B. in einem Stabilisator 14. e«ner Stabilisierungsstange 15. einem Räumer usw.The airways 21, 22 can be through pipes. Channels or the like, which are provided in the Erweherungsbohrkopf E and in adjoining parts of the drill string, such. B. in a stabilizer 14. a stabilizing rod 15. a scraper etc.

Um in dem erläuterten Fall das Aggregat Emit zwei Anschlüssen 11, 12 wahlweise von nur einer Luftzuleitung 3 aus betreiben zu können, ist eine Ventilvorrichfung V vorgesehen. Diese kann in einen Teil des Bohrstranges eingebaut sein, sei es in einem Abschnitt des Bohrgestänges selbst, sei es in dem zu betätigenden Aggregat oder sei es in einem anderen Teil, z. B. einem Stabilisator od. dgL Wie in den F i g. 1 bis 3 veranschaulicht, kann die Ventilvorrichtung aber auch eine separate, zwischen zwei Teile des Bohrstranges einzufügende Einheit 13 bilden. In dem Beispiel nach F i g. 1 und 2 ist diese Einheit 13 zwischen dem unteren Ende des Doppelwand-Gestänges 1 bzw. einem Abschlußteil 19 desselben und dem oberen Ende der Stabilisierungsstange 15 eingebaut, etwa mit Hilfe von miteinander durch Schrauben zu verbindenden Flanschen 16.In order to be able to operate the unit E with two connections 11, 12 optionally from only one air supply line 3 in the explained case, a valve device V is provided. This can be built into part of the drill string, be it in a section of the drill string itself, be it in the unit to be operated or in another part, e.g. B. a stabilizer od. DgL As in the F i g. 1 to 3, the valve device can also form a separate unit 13 to be inserted between two parts of the drill string. In the example according to FIG. 1 and 2, this unit 13 is installed between the lower end of the double-walled rod 1 or an end part 19 of the same and the upper end of the stabilizing rod 15, for example with the aid of flanges 16 to be connected to one another by screws.

In den Fig. 1 bis 5 sind einander entsprechende oder in ihrer Funktion Vergleichbare Teile mil denselben 's Bezugsziffern bezeichnet.1 to 5 are corresponding or Parts that are comparable in their function are denoted by the same reference numerals.

Die Einheit 13 weist ein geschlossenes Gehäuse 17 aufi durch das ein Rohr 18 mit freiem Innendurchlaß als Fortsetzung des Innenrohres lödes Doppelwand-Bohrgesiänges 1 (Fig. I und 2) hindurchgeht Die von demThe unit 13 has a closed housing 17 aufi through which a tube 18 with a free internal passage as Continuation of the inner tube of the double-wall drill string 1 (Fig. I and 2) passes through the of the

in Ringraum des letzteren gebildete Luftleitung 3 wird mittels eines geeigneten Übergangs oder zusammenführenden Elements nun als Rohrleitung in der Einheit 13 fortgeführt und ist mit einem Anschluß 33 eines Ventils 30 verbunden. Von zwei weiteren Anschlüssen 31 und 32air duct 3 formed in the annulus of the latter now as a pipeline in the unit 13 by means of a suitable transition or joining element and is connected to a connection 33 of a valve 30. From two further connections 31 and 32

α dieses Ventils gehen Rohrleitungen ab, die den Anfang der zum Erweiterungsbohrkopf E führenden Luftwege 21 und 22 bilden. Ein vierter Anschluß 34 des Ventils 30 hat bei der gezeigten Ausführung keine Funktion und ist durch eine Kappe od. dgl. dicht verschlossen. An diesen Anschluß kann im Bedarfsfall etwa ein Luftspeicher oder eine andere Einrichtung angeschlossen werden. Das Ventil 30 läßt sich z. B. als Hahn ausbilden und weist dann als Ventilglied ein drehbares Küken 35 mit getrennten Durchgängen 36 und 37 (vgl. Fig. 5) auf. α of this valve go from pipes that form the beginning of the airways 21 and 22 leading to the expansion drilling head E. A fourth connection 34 of the valve 30 has no function in the embodiment shown and is tightly closed by a cap or the like. If necessary, an air reservoir or other device can be connected to this connection. The valve 30 can be z. B. train as a cock and then has a rotatable plug 35 with separate passages 36 and 37 (see. Fig. 5) as a valve member.

2Ί Beim Drehen des Kükens 35 jeweils um 90° wird entweder der Luftweg 21 oder der Luftweg 22 mit der Luftzuleitung 3 verbunden, während dei andere Luftweg 22 bzw. 21 abgeschaltet bzw. gesperrt ist. Damit ergeben sich zwei verschiedene, beim Weiterschalten des Ventilgliedes jeweils miteinander abwechselnde Betriebspositionen, so daß bei dem in F i g. 1 und 2 dargestellten Bohrstrang entweder der Anschluß 11 der Kolben-Zylinder-Einheit 6 oder deren anderer Anschluß 12 mit Druckluft versorgt werden kann.2Ί When turning the plug 35 by 90 ° either the airway 21 or the airway 22 is connected to the air supply line 3, while the other Airway 22 or 21 is switched off or blocked. This results in two different ones when switching on of the valve member alternating operating positions, so that in the case of the one shown in FIG. 1 and 2 drill string shown either the connection 11 of the piston-cylinder unit 6 or the other Connection 12 can be supplied with compressed air.

η Zum jeweiligen Umschalten oder Drehen des Ventilgliedes ist ein Stellantrieb vorgesehen, der bei der gezeigten Ausführung durch einen zusammen mit dem Ventil 30 in dem Gehäuse 17 der Einheit 13 neben dem Rohr 18 untergebrachten, mittels eines Zapfengelenksη For the respective switching or turning of the valve member, an actuator is provided, which is used in the shown embodiment by a together with the valve 30 in the housing 17 of the unit 13 next to the Tube 18 housed, by means of a pivot joint

in 40 gehaltenen Zylinder 41 mit darin verschiebbarem Kolben 42 gebildet wird. Die Kolbenstange 43 ist durch ein Gele ik 44 mit einem am Gehäuse des Ventils 30is formed in 40 held cylinder 41 with piston 42 displaceable therein. The piston rod 43 is by an gels ik 44 with the housing of the valve 30

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D des Ventilgliedes 35 schwenkbar ist. Dieser Hebel 45 D of the valve member 35 is pivotable. This lever 45

•ΐϊ ist mit dem Ventilglied durch eine in F i g. 3 schematisch angedeutete Ratsche 38 gekuppelt (z. B. über eine federbelastete Klinke am Hebel 45, die in eine Zahnung am Ventilglied eingreifen kann), derart, daß eine Verschiebung des Kolbens 42 des Stellantriebs aus• ΐϊ is connected to the valve member by one in F i g. 3 schematically indicated ratchet 38 coupled (z. B. via a spring-loaded pawl on the lever 45, which is in a toothing can intervene on the valve member), such that a displacement of the piston 42 of the actuator from

w seiner in Fig.4 oberen Endstellung in die untere Endstellung ein Schwenken des Hebels 45 aus der in F i g. 3 und 4 wiedergegebenen Position in die in h ι g. 3 lediglich mit einer strichpunktierten Linie 39 angedeutete Position bewirkt und dadurch das Ventilglied 35 aus einer Betriebsposition in die nächste weiterschaltet, was eine Vertauschung der Luftwege 21 und 22 mit Bezug auf die Luftzuleitung 3 bedeutet.w of its upper end position in Fig. 4 into the lower one End position pivoting the lever 45 out of the position shown in FIG. 3 and 4 in the position shown in h ι g. 3 caused only by a dash-dotted line 39 indicated position and thereby the valve member 35 off from one operating position to the next, which interchanges the airways 21 and 22 with reference on the air supply line 3 means.

An einer Verlängerung 45a des Hebels 45 greift ein Ende einer Zugfeder 46 an, die mit ihrem anderen EndeAt an extension 45a of the lever 45, one end of a tension spring 46 engages with the other end

«i in eine Halterung 47 an Gehäuse 17 eingehängt ist. Diese Feder 46 führt den Hebel 45 und somit auch den Kolben 42 des Stellantriebs in die Position nach F i g. 3 und 4 zurück, ohne das Ventilglied 35 zu bewegen, und hält die Teile in dieser Position, wenn die Oberseite des«I is suspended in a holder 47 on the housing 17. This spring 46 guides the lever 45 and thus also the piston 42 of the actuator into the position according to FIG. 3 and 4 back without moving the valve member 35 and holds the parts in this position when the top of the

μ Kolbens 42 vom Druck entlastet wird bzw. ist.μ piston 42 is or is relieved of pressure.

Bei der gezeigten vorteilhaften Ausführung wird der Stellantrieb 41, 42 pneumatisch betätigt, und zwar mit Luft, die durch die Zuleitung 3 herangeführt wird. ZuIn the advantageous embodiment shown, the actuator 41, 42 is actuated pneumatically, with Air that is brought in through the supply line 3. to

diesem Zweck geht innerhalb des Gehäuses 17 der Einheit 13 von dem die Zuleitung 3 verkörpernden Rohr eine flexible Abzweigleitung 48 ab, die zum oberen Ende des Zylinders Ί1 führt. In F i g. 4 ist mit der Ziffer 49 eine über Tage, also außerhalb des Bohrloches, befindliehe Druckluftquellc (Kompressor od. dgl.) und mit Ziffer 50 ein Steuerventil bezeichnet. In der eingezeichneten Po'tion desselben ist die Luftleitung 3 mit einem frei in die Umgebung mündenden Auslaß 51 verbunden. Wird das Steuerventil 50 in die andere Position gebracht, so strömt Druckluft vom Kompressor 49 über die Leitung 52 in die Leitung 3 und somit über die Abzweigleitung 48 auch in den Zylinder 41, so daß der Kolben 42 auf seiner Oberseite beaufschlagt wird und dadurch eine Verschiebung nach unten erfährt. Luft aus dem unteren Zylinderraum 41a kann dabei von einem geschlossenen Ausgleichsraum oder Speicher 53 aufgenommen wer* den, der mit dem Zylinder 4l durch eine Leitung 54 verbunden isf.this purpose goes within the housing 17 of the Unit 13 from the pipe embodying the supply line 3 from a flexible branch line 48, which leads to the upper end of cylinder Ί1 leads. In Fig. 4 with the number 49 is a above days, i.e. outside the borehole Compressed air source (compressor or the like) and denoted by numeral 50 is a control valve. In the drawn Position of the same is the air line 3 with a free in outlet 51 opening into the surroundings. If the control valve 50 is brought into the other position, so Compressed air flows from the compressor 49 via the line 52 into the line 3 and thus via the branch line 48 also in the cylinder 41, so that the piston 42 is acted upon on its upper side and thereby a displacement learns down. Air from the lower cylinder chamber 41a can be closed by a Compensation space or memory 53 are added to the cylinder 4l through a line 54 connected isf.

Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 42 wird über den Hebel 45 und die Ratsche 38 das Ventil 30 umgeschaltet. Dadurch wird in der jeweils gewünschten Weise auch der eine oder der andere Anschluß U bzw. 12 des Erweiterungsbohrkopfes E über den betreffenden Leitungsweg 21 bzw. 22 mit Druckluft versorgt.During the downward movement of the piston 42, the valve 30 is switched over via the lever 45 and the ratchet 38. As a result, one or the other connection U or 12 of the expansion drilling head E is also supplied with compressed air via the relevant line path 21 or 22 in the respective desired manner.

Dies kann z. B. der eingeschwenkten Ruheposition der Arme 4 des Erweiterungsbohrkopfes E entsprechen. Sollen die Arme ausgeschwenkt werden, so braucht lediglich mittels des Steuerventils 50 (vgl. Fig.4) die Luftleitung 3 kurzzeitig vom Luftdruck entlastet zu werden (Verbindung mit freiem Auslaß 51), wodurch die Teile des Stellantriebs unter der Wirkung der Feder 46 aus der Betätigungslage in die Ruhelage zurückkehren. Durch erneutes Umschalten des Steuerventils 50 gelangt dann wieder Druckluft in die Leitung 3, so daß der Stellantrieb 41,42 betätigt wird und das Ventil 30 in die nächste Betriebsposition bringt, in der nun dem anderen Anschluß des Erweiterungsbohrkopfes E Druckluft zuströmt und dessen Arme 4 ausgeschwenkt werden. Soll das Arbeiten mit dem Erweiterungsbohrkopf beendet werden, wird der erläuterte Vorgang wiederholt.This can e.g. B. correspond to the pivoted rest position of the arms 4 of the extension drill head E. If the arms are to be swiveled out, the air line 3 only needs to be briefly relieved of air pressure by means of the control valve 50 (see FIG Return actuation position to the rest position. By switching the control valve 50 again, compressed air enters the line 3 again, so that the actuator 41, 42 is actuated and the valve 30 moves into the next operating position, in which compressed air now flows to the other connection of the expansion drilling head E and its arms 4 are swung out will. If you want to stop working with the extension drill head, the process explained is repeated.

Entsprechend ist es, wenn statt eines EfweiterungS' bohrkopfes ein anderes Aggregat mit zwei Anschlüssen wahlweise mit Druckluft versorgt werden soll. Unabhängig von der Ausbildung im einzelnen kann durch ein auf Druck ansprechendes Anzeigegerät über Tage der jeweilige Betriebszustand des betreffenden Aggregats erkennbar gemacht werden^Correspondingly, if instead of an extension ' drill head another unit with two connections is to be optionally supplied with compressed air. Independent from the training in detail can through a pressure-responsive display device over days the respective operating status of the unit concerned can be made recognizable ^

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for supplying compressed air to a unit arranged in a drill string, provided with at least one unit pneumatically movable between two positions, in particular an extension boring head, undercutter od Compressed air supply line and the other two are each connected to a compressed air line leading to the movable part of the unit, and has a switchable valve member with at least two operating positions, which are each assigned to one of the compressed air discharge lines, characterized in that the valve (30) and an actuator ( 41, 42) for the valve member (35) are built into the drill string (B) or are part of a unit (13) that can be built into the drill string ffl,}.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by a pneumatic actuator (41, 42), which is supplied with air from the air supply line (3) of the drill string ffl ^ can be acted upon.

3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the actuator (41, 42) is a piston 7-cylinder unit

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that a cylinder space (41a) of the piston-cylinder unit (41, 42) is connected to an air reservoir (53) or the like

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the valve member (35) and the actuator (41, 42) a coupling, ratchet (38) or the like acting in one direction. is provided.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the actuator (41, 42) is assigned a return spring (46).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is for connection to a double wall drill pipe (1) is formed.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that one of the connections (31) of the valve (30) is assigned an air guide path (21, 23) provided for introducing air into the interior (2) of the drill string (B) is.